پديد آورنده :
يزداني، نگار
عنوان :
بررسي خواص مكانيكي و ريزساختاري آلياژ آنتروپي بالاي AlCrCuFeNi ساخته شده به روش آلياژسازي مكانيكي و تف جوشي پلاسماي جرقه اي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
شناسايي و انتخاب مواد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
نوزده، 118ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
محمدرضا طرقي نژاد
توصيفگر ها :
آلياژآنتروپي بالا , آلياژسازي مكانيكي , ساختار كريستالي , پايداري حرارتي , خواص مكانيكي , رفتار سايشي , خواص مغناطيسي
استاد داور :
محمدحسين عنايتي، مهران نحوي
تاريخ ورود اطلاعات :
1399/09/21
رشته تحصيلي :
مهندسي مواد
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1399/09/29
چكيده فارسي :
چكيده با پيشرفت تكنولوژي نياز به موادي كه از جنبههاي گوناگوني چون قابليت در دسترس بودن صرفهي اقتصادي خواص و غيره برتر و منحصر به فرد باشند سبب كشف مواد پيشرفته گرديد كه طراحي منحصر بهفرد آلياژهاي آنتروپي باال HEAs سبب گرديدهاست اين آلياژها در زمرهي آلياژ هاي پيشرفته قرار گيرند و گامي جديد در جهت ارتقا عملكرد مواد در صنعت محسوب گردند در اين پژوهش پودر آلياژ آنتروپي باالي AlCrCuFeNi توسط روش آلياژسازي مكانيكي و در مقادير مختلفي از عامل كنترل كنندهي فرايند اسيد استئاريك 1 2 3 و 4 درصد وزني تهيه گرديد به منظور انجام آناليز فازي از آزمون پراش پرتو ايكس XRD و براي بررسي تغييرات ايجاد شده در مورفولوژي و اندازه ذرات پودر به هنگام آلياژسازي مكانيكي از آزمون ميكروسكوپ الكتروني روبشي SEM مجهز به آناليز تفكيك انرژي پرتو ايكس EDX استفاده گرديد نهايتا با استناد به نتايج بهدست آمده از اين دو آزمون پودر حاوي 2 درصد وزني PCA به عنوان نمونهي بهينه انتخاب شد نتايج حاصل از آزمون XRD روي نمونهي پودري بهينه نشان دهندهي تشكيل محلول جامد با ساختار كريستالي FCC BCC پس از گذشت 07 ساعت از زمان آلياژسازي مكانيكي است با استفاده از محاسبات ترموديناميكي و به كمك مدل مديما معيارهـاي مربوط به پايـداري فـاز در اين آلياژ مورد مطالعه قرار گرفت از آزمونهايي همچون آزمونهاي حرارتي افتراقي DSC وزن سنجي حرارتي TGA و عمليات حرارتي آنيل به منظور بررسي رفتـار حرارتـي پودر بهينه استفاده شد كه نتايج حاكي از آن بود كه پودر آلياژي توليد شده تا دماي حدودا 550 C از پايداري حرارتي خوبي برخوردار است به كمك روش تفجوشي پالسمايي جرقهاي SPS نمونهي پودري بهينه در دماهاي مختلف 058 009 و 950 C با فشار 04 مگاپاسكال به مدت 5 دقيقه به نمونهي حجمي تبديل گرديد و نهايتا با توجه به نتايج بهدست آمده از آزمون چگاليسنجي و آناليز فازي توسط XRD و EDX نمونهي سنتز شده در دماي 900 C به عنوان نمونهي حجمي بهينه انتخاب گرديد خواص مكانيكي نمونهي حجمي بهينه توسط آناليزهايي چون ريزسختيسنجي سختيسنجي و سنبهي برشي مورد ارزيابي قرار گرفت كه ميانگين مقادير مربوط به ريزسختيسنجي و سختيسنجي به ترتيب 157 و186 ويكرز و ميانگين مقادير مربوط به استحكام برشي 85 441 مگاپاسكال بهدست آمد رفتار تريبولوژيكي نمونهي بهينه توسط آزمون سايش گلوله روي ديسك تا مسافت 0001 متر تحت بار اعمالي 1 3 و 5 كيلوگرم و در دماهاي مختلف محيط 052 و 500 C مورد ارزيابي قرار گرفت كه نتايج به وضوح حاكي از تغيير مكانيزم سايش و افزايش ضريب اصطكاك با افزايش بار و دما است نهايتا رفتار مغناطيسي نمونهي بهينه توسط آناليز مغناطيس سنج نمونهي ارتعاشي VSM مورد بررسي قرار گرفت و مشخص گرديد كه نمونه رفتار فرو مغناطيس نرم از خود نشان ميدهد كلمات كليدي آلياژآنتروپي باال آلياژسازي مكانيكي ساختار كريستالي پايداري حرارتي خواص مكانيكي رفتار سايشي خواص مغناطيسي
چكيده انگليسي :
Evaluation of mechanical properties and microstructure of AlCrCuFeNi high entropy alloy fabricated by mechanical alloying and spark plasma sintering Negar YazdaniAbstractWith the advancement of technology the need for superior and unique materials in various aspects such asavailability economic efficiency and properties led to the discovery of advanced materials The uniquedesign of high entropy alloys HEAs has made these alloys one of the most advanced alloys and a newstep in improving the industry s performance In this study high entropy alloy powder AlCrCuFeNiprepared by mechanical alloying method and in different amounts of process control agent stearic acid 1 2 3 and 4 by weight To perform phase analysis of X ray diffraction XRD test and to examine changesin morphology and particle size of powder during mechanical alloying scanning electron microscopy SEM test equipped with energy dispersive X ray spectroscopy EDX were used Finally based on thesetwo tests results the powder containing 2wt of PCA was selected as the optimal sample The XRD testresults on the optimal powder sample indicate the formation of a solid solution with a crystal structure ofFCC BCC after 70 h mechanical alloying Using thermodynamic calculations and the Medima model shelp the criteria related to phase stability in this alloy were studied Tests such as differential scanningcalorimetry analyzer DSC thermogravimetric analysis TGA and annealing heat treatment were used toinvestigate the optimal powder s thermal behavior The results showed that the alloy powder produced hadgood thermal stability up to a temperature of about 550 C The optimal powder sample using the sparkplasma sintering method SPS at different temperatures 850 900 and 950 C and with a pressure of 40MPa for 5 minutes converted into a volumetric sample and finally according to the results obtained fromdensity test and phase analysis by XRD and EDX the sample synthesized at 900 C was selected as theoptimal volumetric sample The mechanical properties of the optimal volumetric specimen evaluated byanalyzes such as microhardness hardness and shear punch test The average values related tomicrohardness hardness and shear strength were 751 and 681 Vickers 144 58 MPa respectively Thetribological behavior of the optimal sample was evaluated by the pin on disk test up to a distance of 1000m under applied loads of 1 3 and 5 kg and at different temperatures 25 250 and 500 C that the resultsindicate that the wear mechanism changes and the coefficient of friction increases with increasing load andtemperature Finally the magnetic properties of the optimal sample investigated by vibrating samplemagnetometer VSM analysis It turned out that it shows soft ferromagnetic behavior Key Words High entropy alloys Mechanical alloying Tribological properties Mechanical behavior Thermal stability
استاد راهنما :
محمدرضا طرقي نژاد
استاد داور :
محمدحسين عنايتي، مهران نحوي
